Ex-mBEL_LVC

Przeznaczenie

Urządzenie Ex-mBEL_LVC zostało przygotowane z myślą o dostawcach energii, którzy zdecydowali się na zdalny nadzór stacji energetycznych przeznaczonych do zasilania sieci rozdzielczej niskiego napięcia. Podstawowym problemem przy nadzorze tych obiektów jest brak trwałego łącza komunikacyjnego do zdalnego punktu dyspozytorskiego. Najnowsze rozwiązania łączności bezprzewodowej, a szczególnie łączności GPRS, umożliwiają zdalny nadzór najbardziej niedostępnych elementów sieci.

Ex-mBEL_LVC to sterownik obiektowy, którego zadaniem jest nadzór stacji elektroenergetycznej SN/nN. Zaletą urządzenia jest jego zakres funkcjonalny. Integruje w sobie funkcje kilku urządzeń działających do tej pory na tego typu obiektach. W szczególności zapewnia:

• zdalny dostęp do obiektu (synoptyka, telesterowanie) poprzez system SCADA,
• wykrywanie przepływu prądu zwarciowego po stronie średniego napięcia,
• pomiar prądów, napięć, mocy i energii po stronie niskiego napięcia,
• pomiar wybranych elementów jakości energii po stronie niskiego napięcia.

Ex-mBEL_LVC jako telemechanika obiektowa

Urządzenie pełni rolę telemechaniki oraz sterownika obiektowego komunikującego się z systemami nadzoru, między innymi, poprzez łącza bezprzewodowe (TRANKING, TETRA bądź GPRS). Może również prowadzić łączność poprzez Ethernet, jeżeli jest on dostępny na obiekcie.

Standardowo urządzenie wyposażone jest w 21 wejść sygnalizacyjnych. Wykrywanie zmian odbywa się z rozdzielczością czasową 5ms. Sterownik w wersji standardowej posiada także 11 wyjść sterowniczych, za pomocą których zapewnia telesterowanie łącznikami oraz telekasowanie pobudzeń. Przed wykonaniem sterowania jest kontrolowana jego cecha czasu. Czas trwania impuls sterowniczego jest programowalny (≤ 5s).

Ex-mBEL_LVC umożliwia pomiar 3 prądów fazowych oraz jednego napięcia (istnieje możliwość wykonania urządzenia z 4 wejściami zmiennoprądowymi i 4 wejściami napięciowym). Prądy fazowe są mierzone dwutorowo: w zakresie nominalnym i zwarciowym, co zapewnia wysoką dokładność pomiarów telemechanicznych oraz wysoką dynamikę toru zwarciowego. Sterownik, kontrolując przepływ prądu w trzech fazach, z próbek prądów fazowych wylicza składową zerową prądu. Następnie wysyła pomiary prądów fazowych, prądu I₀ oraz napięcia do centrum nadzoru. Dodatkowo, po zadziałaniu zabezpieczenia, do centrum są wysyłane, wartości prądów zwarciowych fazowych i prądu I₀.

Sterownik prowadzi również pomiar czasu, który jest synchronizowany ze zdalnego centrum. W związku z tym wszystkie pomiary, rejestracje, sterowania itp. są cechowane wiarygodnym czasem.

Ex-mBEL_LVC - sterownik obiektowy Sn/nN

Ex-mBEL_LVC wyposażony jest w 5 kanałów komunikacyjnych oraz szeroką gamę zaimplementowanych protokołów łączności. W zależności od potrzeb urządzenie posługuje się protokołami: MAP 27, TETRA, IEC60870-5-101, 103, -104, DNP3.0, MODBUS RTU, IEC 61107, DLMS, PPP. Dzięki temu sterownik może być zastosowany jako koncentrator danych i konwerter protokołów.

Funkcje zabezpieczeniowe w Ex-mBEL_LVC

Ex-mBEL_LVC pełni także rolę automatyki stacyjnej. Może również realizować zabezpieczenie nadprądowe fazowe dwustopniowe oraz zabezpieczenie nadprądowe ziemnozwarciowe. Dodatkowo urządzenie kontroluje zawartość drugiej harmonicznej w prądzie fazowym, co pozwala odróżnić udar prądu magnesującego w czasie załączania linii od prądu zwarciowego. W zależności od warunków zwarcia i wybranego trybu pracy sterownik wykonuje odłączenie w przerwie SPZ, wyłączenie, wykonanie cyklu SPZ w przypadku doziemienia lub odłączenie w przerwie SPZ przy zwarciu fazowym.

Sterownik może współpracować z dodatkowymi, zewnętrznymi modułami wykrywającymi przepływ prądu zwarciowego (Ex-ML_NBAS_D).

Rejestracja zdarzeń

W urządzeniu jest prowadzony dziennik zdarzeń, do którego trafiają informacje o pobudzeniu i zadziałaniu zabezpieczeń, zmianie stanu wejść, sterowaniach, blokadach oraz alarmy systemowe. Wszystkie wpisy w dzienniku są opatrzone cechą czasu. Dziennik jest przechowywany w pamięci nieulotnej. Zdarzenia z poszczególnych dni, tygodni lub miesięcy są zapisywane w oddzielnych plikach.

Dodatkowe (opcjonalne) możliwości Ex-mBEL_LVC

Dodatkowo Ex-mBEL_LVC może realizować funkcje analizatora jakości energii (zgodnego z normą
PN-EN 50160). Analizator mierzy m.in. zawartość harmonicznych napięcia i prądu (do 16 harmonicznej), wykrywa przerwy w zasilaniu, zapady i wzrosty oraz szybkie zmiany napięcia. Wybrane pomiary (harmoniczne, wartości skuteczne, częstotliwość itp.) są uśredniane w zadanym okresie i archiwizowane.

Oprócz tego sterownik można wyposażyć w programowy moduł rejestratora zakłóceń szybkozmiennych oraz rejestratora przebiegów wolnozmiennych. W przypadku wykorzystywania do łączności GPRS lub TERTA zdalny dostęp do rejestratorów zakłóceń i dziennika odbywa się poprzez podstawowy kanał łączności.

Funkcjonalność urządzenia można jeszcze poszerzyć o realizację blokad logicznych. Funkcja blokad umożliwia przypisanie do każdego polecenia sterowniczego warunków powodujących jego odrzucenie. Informacja o odrzuceniu polecenia i przyczynach, które je spowodowały jest wysyłana do systemu nadzoru.

Łączność z urządzeniem

Ex-mBEL jest wyposażony w 2 kanały komunikacyjne wykorzystywane do łączności z terminalem Tetra (lub terminalem trunkingowym) oraz modemem GPRS (Ex-MGP). Oba kanały mogą funkcjonować równocześnie. Możliwa jest również równoczesna obsługa dwóch sieci GSM/GPRS. Posiada także kanał asynchroniczny z interfejsem do światłowodów plastikowych oraz dwa interfejsy RS 422/485 do łączności z innymi urządzeniami (w tym zasilaczem typu UPS lub zewnętrznymi detektorami prądu zwarciowego Ex ML_NBAS_D). Wszystkie kanały są izolowane galwanicznie. Opcjonalnie Ex-mBEL w wykonaniu _LVC może prowadzić łączność poprzez Ethernet, jeżeli jest on dostępny na obiekcie.

Dodatkowo sterownik jest wyposażony w lokalny kanał diagnostyczny RS 232 ze złączem typu RJ45.

Pulpit operatora

Na pulpicie operatora modułu podstawowego została umieszczona sygnalizacja optyczna pracy poszczególnych kanałów (monitorowanie przepływu danych), a także sygnalizacja alarmu – uszkodzenia sterownika. Sygnał alarmu może również zostać wyprowadzony na wyjście przekaźnikowe.

Moduł rozszerzenia może zostać wyposażony w dodatkowy panel synoptyczny z 20 diodami i 4 klawiszami programowalnymi.

Sposoby zasilania urządzenia

Ex-mBEL_LVC jest zasilane napięciem =24(48)V. W czasie zaniku napięcia na stacji operatywność urządzeniu zapewnia rezerwowe zasilanie z podtrzymaniem bateryjnym (lub akumulatorowym). Zasilanie rezerwowe może występować w dwóch wariantach:

• podtrzymanie pracy urządzenia w celu przesłania informacji o stanie urządzenia do centrum dyspozytorskiego po zaniku napięcia,
• podtrzymanie pracy urządzenia w celu przesłania informacji o stanie urządzenia do centrum dyspozytorskiego po zaniku napięcia oraz zasilanie obwodów sterowniczych o napięciu 24V i maksymalnym prądzie 5A.

Współpraca z systemem nadzoru

Urządzenie Ex-mBEL _LVC jest w pełni zintegrowane z systemem zdalnego nadzoru WindEx. Przesyła do niego w trybie zdarzeniowym informacje o pobudzeniach, zanikach itp. Dodatkowo, w zależności od rodzaju łączności, przesyła w trybie on-line informacje o pomiarach podstawowych wielkości elektrycznych (prądy, napięcia, moce, energie). Integrują się one w bazie danych systemu WindEx z innymi pomiarami i uczestniczą w tworzeniu bilansów, zestawień i raportów. W ten sam sposób mogą być również przesyłane podstawowe dane o jakości energii, które trafiając do bazy danych WindEx mogą ulegać dalszemu przetworzeniu.

Na podstawie otrzymanej informacji ze sterowników obiektowych system WindEx automatycznie odwzorowuje na animowanych schematach stan łączników w stacjach zasilających sieć nN, rozpływ zasilania (uziemienia czy zwarcia) po tej sieci oraz przeprowadza analizę stanu zasilenia poszczególnych jej elementów. Potrafi także powiązać (na podstawie danych dostarczanych przez Serwer Informacji Adresowej SIA) zgłoszenia odbiorców o zakłóceniach w sieci nN z miejscem zakłócenia oraz zdarzeniami, które mogą być potencjalną przyczyną tego zakłócenia (np. pracami planowymi, awariami na sieci wyższych napięć, przełączeniami na sieci itp.).

Wszelkie akcje związane ze zmianą stanu obiektów są archiwizowane w dzienniku zdarzeń i są wykorzystywane do analizy działań na sieci nN, jej awaryjności oraz oceny ciągłości zasilania. Współpraca systemów SCADA WindEx oraz WindEx AWAR, zajmującego się ewidencją i analizą zjawisk zachodzących w sieci, umożliwia otrzymanie informacji o ciągłości dostaw energii z dokładnością do pojedynczego przyłącza. Za pomocą systemu AWAR można prześledzić awarię, zanalizować zdarzenia pod kątem braku zasilenia oraz sumarycznych czasów wyłączenia odbiorców i wielkości niedostarczonej energii. WindEx AWAR automatyczne wylicza wskaźniki SAIDI, SAIFI, MAIFI oraz dostarcza je w postaci gotowej do publikacji.

Korzyści z zastosowania Ex-mBEL_LVC

Zastosowanie sterownika Ex-mBEL_LVC do nadzoru obiektów zasilających sieć nN z jednej strony pozwala użytkownikowi na efektywny nadzór sieci poprzez dostarczanie informacji o rzeczywistym stanie jej elementów, z drugiej strony umożliwia przeprowadzanie dokładniejszych analiz jakości dostarczanej energii elektrycznej oraz niezawodności dostaw tej energii do odbiorców.